Файл: Петровский. Автоматизация технологических процессов и производств.pdf

85 

Номинальный  припуск  определяют  как  сумму  минимального  припуска  и 

допусков  предшествующих  операционных  размеров,  входящих  в  размерную 
цепь, замкнутую этим припуском. 

Максимальный  припуск  определяют  как  сумму  номинального  припуска  и 

допуска  операционного размера  текущей  операции.  При  этом  точность опера-
ционных размеров назначается в соответствии этапом обработки, см. табл. 7.  
       Операционные размеры  каждой  операции получают из  уравнений  межопе-
рационных  размерных  цепей,  включающих  операционные  размеры  и  номи-
нальный припуск последующей операции.  

Межоперационные  размерные  связи  и  соответствующие  размерные  цепи 

представлены в табл. 20. Таблица строится в последовательности маршрутного 
описания  от  последней  операции  к  первой.  Размеры  нумеруются  последова-
тельно в одном направлении. Принято: число размеров – N, номер размера  – J, 
число  операций  –  S,  номер  операции  –  I.  Для  рассматриваемой  детали:  N=4, 
S=4. 

Индекс операционного  размера и  снимаемого на  этой операции  припуска 

составляется из двух знаков  - IJ, первый из которых показывает номер опера-
ции, а второй – номер размера. При необходимости к индексу добавляется знак 
установа.  

В  соответствии  с  этапом  обработки  для  каждого  операционного  размера 

назначают  минимальный  припуск  и  рассчитывают  его  номинальное  и  макси-
мальное значение. На двусторонний размер S21 назначается двусторонний при-
пуск 2Z21. Размер готовой детали S41=S31=S21 получен на операции 2 (черно-
вой этап). В приведенном примере все операционные размеры, за исключением 
S22, назначены от одной базы, которая задана на правом торце готовой детали 
посредством  автоматического  позиционера    или  программным  базированием. 
Размерные  цепи  в  этом  случае  состоят  из  трех  звеньев,  что  позволяет  выпол-
нять  операционные  размеры  при  минимальных  межоперационных  припусках. 
Размер S22 задан от другой базы и замыкает размерную цепь из 4 звеньев, что 
приводит  к  завышению  припуска  на  последующую  операцию  за  счет  допуска 
дополнительного размера S21 в межоперационной размерной связи. 

В  ходе  технологического  процесса  меняются  установочные  поверхности 

заготовки, что необходимо учитывать при разработке межоперационной тары, 
устройств базирования, крепления, а также захватов промышленных роботов.  

86 

                                                                                                                                                                                                                          Таблица 20 

Межоперационные размерные связи и соответствующие размерные цепи 

S21

П р и п у с к  и

ZIJ =ZIJmin+IT(S(I-1)J

Напуск

Напуск

Напуск

 Z32min+IT 12(S22)
 +IT 12(S21)

 Z33min+IT 12(S23)

 Z34min+IT 12(S24)

 Z21min+IT 14(S11)

Z42min+IT 10(S32)

Z43min+IT 10(S32)

 Z44min+IT 10(S33)

ZIJ

Z21min

Отрезная

Токарная

(

Этап 

черновой)

Токарная

(Этапы 

получистовой,

чистовой)

Б

А

S41 

Z44

Z21

Z43

S24

S34

S33

 A

S44 

S43

S42 

S23

Z21

Z42

Z32

Z33

Z34

S11=S21+2Z21

S21A

 4

 3

Шлифовальная

(Этап 

повышенной 

точности)

S11

S24=S34-Z34

S23=S33-Z33

S21=S31

S32=S42+Z42

S33=S43-Z43

S34=S44-Z44

S22

S22=S21-S32-Z32

S32

 A

А

№

Операции, I

из множества S  

Установ

Эскиз и размеры детали, J

из множества N

Операционные 

размеры,  IJ

   Точность

   см.табл.7 

 I

Т14

 I

Т12

 I

Т10

 I

Т8

Припуск min     

см. [18] 

Z32min

Z33min

Z34min

Z21min

Z42min

Z43min

Z44min

Z44min+IT 10(S33)+IT 8(S44)

Z43min+IT 10(S32)+IT 8(S43)

Z42min+IT 10(S32)+IT 8(S42)

Z21min+IT 14(S11)+IT 12(S21)

Z34min+IT 12(S24)+IT 10(S34)

Z33min+IT 12(S23)+IT 10(S33)

Z32min+IT 12(S22)+IT 10(S32)

+IT (S21)

ZIJmax =ZIJ + IT ((SI-1)J)

Размеры SIJ и припуски ZIJ

SIJ=S(I+1)J+Z(I+1)J

ZIJmin

ZIJ max=ZIJmin+IT(S(I-1)J)+IT(SIJ)

 I

Т

S31=S41=S21

S41

S42

S43

S44

S14=0

S13=0

S12=0

Размеры

детали

при

I=S

Напуск

Напуск
Напуск

Алгоритмы

1

2

3

4

86
 

87 

6.6. Изготовление деталей на спутниках 

Спутник  –  универсальная  платформа  для 
межоперационного  перемещения,  базиро-
вания и крепления заготовок в гибком ав-
томатизированном производстве (рис. 30). 

Установка  заготовок  на  спутник  про-

изводится  вне  станков  на  специально  вы-
деленном  участке.  Спутник  оснащают 
простейшими  устройствами  крепления за-
готовки  (обычно  нормально-замкнутого 
или  самотормозящего  типа).  Применение 
спутников  позволяет  сократить  время  за-
крепления  заготовки,  совместить  его  с 
машинным  временем  и  использовать  на 
станках  стандартные  устройства обмена и 
закрепления спутников. 

При  обработке  деталей  на  спутниках 

выявляют  и  анализируют  установочные, 
операционные  и  межоперационные  раз-
мерные связи. 

Достижение  точности  обработки  на 

спутниках ведется методами полной взаи-
мозаменяемости и регулирования.  

По методу полной взаимозаменяемости 
 заготовка  устанавливается  в  настроенное 

приспособление,  а  размерные  связи  с  необходимой  точностью  определяют 
положение заготовки в системе координат станка. 

Размерные связи включают установочные  размеры, связывающие систему 

координат  станка  с  базовыми  поверхностями  спутника;  базовые  поверхности 
спутника  с  базовыми  поверхностями  устройства  крепления  заготовки  на  спут-
нике; базовые поверхности устройства крепления заготовки на спутнике с базо-
выми  поверхностями  заготовки.  Необходимая  точность  установки  достигается 
повышением точности  всех установочных размеров, что резко повышает  стои-
мость оснастки, но часто оказывается недостаточным. Поэтому совместно с ме-
тодом полной взаимозаменяемости применяют регулирование. 

По  методу  регулирования  производят  установку  заготовки  на  спутнике 

и/или  спутника  на  станке  с  регулированием  установочных  размеров  с  целью 
последующего определения положение заготовки  в системе координат станка. 
Применяют следующие  способы регулирования установки. 

1. Установка заготовки в спутнике по разметке или технологическим базам 

относительно базовых поверхностей спутника, для чего используют регулиро-
вочные  звенья  спутника  и/или  устройства  крепления  заготовки.  Это  наиболее 
доступный, но наименее точный способ регулирования.  

2. Выверка (измерение координат) положения заготовки на спутнике с по-

Рис. 30. Установка и выверка 

заготовки на спутнике

[16]

88 

следующей выверкой положения спутника на станке. Этот способ требует при-
менения в технологическом процессе измерительной машины, что увеличивает  
трудоемкость и  станкоемкость процесса,  но  не исключает погрешностей  уста-
новки спутника на станке. 

3. Выверка положения заготовки на станке. Этот способ позволяет исклю-

чить погрешности установки заготовки, так как координаты заготовки опреде-
ляются на самом станке, работающем в режиме измерительной машины. При-
менение способа сдерживается  еще высокой стоимостью таких станков. 

6.7. Выверка положения заготовки на спутнике и станке 

Схема установки и выверки заготовки на спутнике представлена на рис.30. 

На  поверхности  заготовки  назначаются  установочная  база  I  –  плоскость  XOY 
(три точки измерения 1,2,3); направляющая база II – плоскость YOZ (две точки 
измерения  4,  5);  опорная  база  III  –  плоскость  XOZ  (одна  точка  измерения  6  – 
ось симметрии прилива под главное отверстие обрабатываемого корпуса). Ли-
нии пересечения плоскостей образуют прямоугольную систему координат заго-
товки – OXYZ. 

Измерения  производят  посредством  измерительной  машины  (траектория 

щупа  показана  на  рисунке)  в  прямоугольной  системе  координат  спутника  – 
O’X’Y’Z’, которая совпадает с его базовыми поверхностями. Установка заготов-
ки на спутнике рассматривается как совмещение системы координат OXYZ за-
готовки с системой  O’X’Y’Z’ спутника. Наличие погрешности  установки озна-
чает  смещение  и  поворот  системы  координат  заготовки  в  системе  координат 
спутника, что определяется следующими составляющими: 
a

у

, b

у

, с

у 

– параметры смещения по осям соответственно O’X’, O’Y’, O’Z’; 



у

, 



у

, 



у 

– параметры поворота вокруг осей соответственно O’X’, O’Y’, O’Z’. 

Положение детали на установочной базе I определяется путем измерения 

вертикального  отклонения  в  назначенных  точках  1,  2,  3: 



z

1

, 



z

2

, 



z

3

.  Эти  от-

клонения не должны превышать верхнего и нижнего отклонений, рассчитанных 
по формулам: 

в

у

в

у

в

у

в

у

β

λ

Δ

x

y

c

z

I







;                                            (61) 

н

у

н

у

н

у

н

у

β

λ

Δ

x

y

c

z

I







,                                            (62) 

верхние  индексы  означают  соответственно  “в”  –  верхнее  отклонение,  и  “н”  – 
нижнее отклонение;  x,  y  –  координаты крайних  точек  поверхности  установоч-
ной базы. 

Положение  детали  на  направляющей  базе  II  определяется  путем  измере-

ния  горизонтального отклонения по оси  O’X’ в назначенных точках 4,  5: 



x

4

, 



x

5

.  Эти  отклонения  не  должны  превышать  верхнего  и  нижнего  отклонений, 

рассчитанных по формулам: 

в

у

4

в

у

в

уII

γ

Δ

y

a

x





;                                               (63) 

89 

н

у

4

н

у

н

уII

γ

Δ

y

a

x





.                                               (64) 

Положение детали на опорной базе определяется путем измерения  гори-

зонтального отклонения по оси  O’Y’ в назначенной точке 6: 



y

6

. Это отклоне-

ние измеряется по отклонению двух симметричных точек на противоположных 
сторонах прилива: 

)

Δ

0.5(

Δ

прав

6

лев

6

6

y

y

y







;                                    (65) 

и не должно превышать допускаемого: 

в

уIII

6

н

уIII

Δ

Δ

y

y

y







.                                          (66) 

Выверка  положения  заготовки  на  станке  производится  аналогично,  с  той 

лишь  разницей,  что  положение  системы  координат  заготовки  определяется  в 
системе координат станка.  

6.8. Этапы достижения точности обработки в ГПС 

Процесс  достижения  точности  в  ГПС  включает  три  этапа:  установка, 

статическая настройка и динамическая настройка.  

На этапе установки закрепляют заготовку в приспособлении, выверяют ее 

положение  в  системе  координат  станка,  устанавливают  инструмент  и  закреп-
ляют его в суппорте или другом рабочем органе станка. Положение инструмен-
та  относительно  технологической  базы  заготовки  определяется  положением 
суппорта  –  размер  X

п

  и  положением  инструмента  в  суппорте  –  размер  X

у

.  На 

рис.  31  представлены  размерные  цепи  статической  и  динамических  настроек. 
На  этапе  статической  настройки  инструмент  выводят  на  размер  статической 
настройки X

с

 относительно технологической базы заготовки. В результате ста-

тической настройки формируются операционные размерные связи. 

Размер 

статической 

настройки  –  замыкающее  звено 
операционной  размерной  цепи, 
определяющее 

формируемый 

размер детали при отсутствии сил 
резания: 

у

п

c

X

X

X





.         (67) 

Размер 

динамической 

настройки  X

д

  –  результат  дефор-

мации  системы:  станок,  приспо-
собление,  инструмент,  заготовка 
под  действием  динамических  и 
тепловых явлений резания.  

Фактический  операционный 

размер  детали  получается  как  за-

мыкающее звено размерной цепи, 
включающей  размеры:  позицио-

Обработанная

 поверхность

Деформированная
 заготовка

X

р

 = f(Z

)

X

р

X

с

X

д

X

у

X

Z

X

с

X

п

T

Б

Рис. 31. Размерные цепи статической и дина-

мической настройки